1概述
1.1产生背景
在传统的IP网络中，所有的报文都被无区别地等同对待，每个转发设备对所有的报文均采用先入先出(FIFO,First in First out)的策略进行处理，并尽最大的努力(Best-Effort)将报文送到目的地，但对报文传送的可靠性、传送延迟等性能不提供任何保证。
网络发展日新月异，随着IP网络上新应用的不断出现，对IP网络的服务质量也提出了新的要求，例如VoIP(Voice over IP,通过IP报文传递语音报文)等实时业务就对报文的传输延迟提出了较高要求，如果报文传送延时太长，用户将不能接受(相对而言，E-Mail和FTP业务对时间延迟并不敏感)。为了支持具有不同服务需求的语音、视频以及数据等业务，要求网络能够区分出不同的通信，进而为之提供相应的服务。传统IP网络的尽力服务不可能识别和区分出网络中的各种通信类别，而具备通信类别的区分能力正是为不同的通信提供不同服务的前提，所以说传统网络的尽力服务模式已不能满足应用的需要。
QoS(Quality of Service,服务质量)技术的出现便致力于解决这个问题。
1.2技术优点
QoS旨在针对各种应用的不同需求，为其提供不同的服务质量。如：
· 可以限制骨干网上FTP使用的带宽，也可以给数据库访问以较高优先级。
· 对于ISP(lnernet Service Provider,Inemet服务提供商),其用户可能传送语音、视频或其
他实时业务，QoS使ISP能区分这些不同的报文，并提供不同服务。
· 可以为时间敏感的多媒体业务提供带宽和低时延保证，而其他业务在使用网络时，也不会影响
这些时间敏感的业务。
1.3 QoS服务模型简介
服务模型是指一组端到端的QoS功能。QoS提供以下三种服务模型：
· Best-Effort service:尽力而为服务模型
·Integrated service:综合服务模型，简称IntServ
· Differentiated service:区分服务模型，简称DiffServ
1.3.1 Best-Effort服务模型
Best-Effort是一个单一的服务模型，也是最简单的服务模型。应用程序可以在任何时候，发出任意数量的报文，而且不需要事先获得批准，也不需要通知网络。对Best-Effort服务，网络尽最大的可能性来发送报文。但对时延、可靠性等性能不提供任何保证。
Best-Effort服务是现在Internet的缺省服务模型，它适用于绝大多数网络应用，如FTP、E-Mail等，它通过FIFO队列来实现。
1.3.2 IntServ服务模型
IntServ是一个综合服务模型，它可以满足多种QoS需求。这种服务模型在发送报文前，需要向网络申请特定的服务。这个请求是通过信令RSVP(Resource Reservation Protocol,资源预留协议)来完成的。RSVP在应用程序开始发送报文前为其申请网络资源，所以它是带外信令。
应用程序首先通知网络它自己的流量参数和需要的特定服务质量请求，包括带宽、时延等。网络在收到应用程序的资源请求后，执行资源分配检查，即基于应用程序的资源申请和网络现有的资源情况，判断是否为应用程序分配资源。一旦网络确认为应用程序分配资源，则网络将为每个流(Flow,由两端的IP地址、端口号、协议号确定)维护一个状态，并基于这个状态执行报文的分类、流量监管、排队以及调度。应用程序在收到网络的确认信息(即确认网络已经为这个应用程序的报文预留了资源)后，才开始发送报文。只要应用程序的报文控制在流量参数描述的范围内，网络将承诺满足应用程序的QoS需求。
IntServ可以提供以下两种服务：
· 保证服务：它提供保证的带宽和时延限制来满足应用程序的要求。如VoIP应用可以预留10M
带宽和要求不超过1秒的时延。
· 负载控制服务：它保证即使在网络过载的情况下，能对报文提供近似于网络未过载的服务，即
在网络拥塞的情况下，保证某些应用程序的报文低时延和优先通过。
1.3.3 DiffServ服务模型
DiffServ是一个多服务模型，它可以满足不同的QoS需求。与IntServ不同，它不需要使用RSVP,即应用程序在发出报文前，不需要通知网络为其预留资源。对于DiffServ服务模型，网络不需要为每个流维护状态，它根据每个报文的差分服务类(IP报文头中的差分服务标记字段DSCP值),来提供特定的服务。
在实施DiffServ的网络中，每一个转发设备都会根据报文的DSCP(Differentiated ServicesCodepoint,区分服务编码点)字段执行相应的转发行为，主要包括以下三类转发行为：
· 加速转发(EF,Expedited Forwarding):主要用于低延迟、抖动和丢包率的业务，这类业务
一般运行在一个相对稳定的速率，需要在转发设备中进行快速转发。
· 确保转发(AF,Assured Forwarding):采用此转发行为的业务在没有超过最大允许带宽时能
够确保转发，一旦超出最大允许带宽，则将转发行为分为4类，每类又可划分为3个不同的丢弃优先级，其中每一个确保转发类都被分配了不同的带宽资源。四类业务分别为AF1x、AF2x、AF3x和AF4x,分别通过四个不同的队列传输，并且每个队列提供3种不同的丢弃优先级，因此可以构成12个有保证转发的PHB(Per-hop Behavior,单中继段行为，指IP转发中每一跳的转发行为)。
· 尽力转发(BE,Best Effort):主要用于对时延、抖动和丢包不敏感的业务。
区分服务只包含有限数量的业务级别，状态信息的数量少，因此实现简单，扩展性较好。它的不足之处是很难提供基于流的端到端的质量保证。目前，区分服务是业界认同的IP骨干网的QoS解决方案，尽管IETF为每个标准的PHB都定义了推荐的DSCP值，但是设备厂家可以重新定义DSCP与PHB之间的映射关系，因此不同运营商的DiffServ网络之间的互通还存在困难，不同DiffServ网络在互通时必须维护一致的DSCP与PHB映射。
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